Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1497
2016-11-27 
В горизонтальном неподвижном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем массы М, находится моль идеального одноатомного газа. Газ нагревают. Поршень, двигаясь равноускоренно, приобретает скорость v. Сколько тепла подведено газу? Теплоемкостью сосуда и поршня, а также внешним давлением пренебречь.
Решение:
Воспользуемся первым законом термодинамики для газа под поршнем:
$Q = \Delta U + A$, (1) где
$\Delta U = \frac{3}{2} \nu R \Delta T$. (2)
Работа, совершенная газом, затрачена на увеличение кинетической энергии поршня:
$A = \frac{Mv^{2}}{2}$. (3)
(см. решение задачи 1496).
Согласно закону Ньютона для поршня $F = Ma$ и по условию задачи (ускорение постоянно), заключаем, что сила $F$, действующая на поршень со стороны газа, постоянна. Следовательно, давление газа $P = \frac{F}{S}$ так же постоянно. Работа газа при постоянном давлении была вычислена в задаче 1473:
$A = \nu R \Delta T$. (4)
Система уравнений (1—4) позволяет найти $Q$:
$Q = \frac{5}{2} \cdot \frac{Mv^{2}}{2}$.
В горизонтальном неподвижном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем массы М, находится моль идеального одноатомного газа. Газ нагревают. Поршень, двигаясь равноускоренно, приобретает скорость v. Сколько тепла подведено газу? Теплоемкостью сосуда и поршня, а также внешним давлением пренебречь.
Решение:
Воспользуемся первым законом термодинамики для газа под поршнем:
$Q = \Delta U + A$, (1) где
$\Delta U = \frac{3}{2} \nu R \Delta T$. (2)
Работа, совершенная газом, затрачена на увеличение кинетической энергии поршня:
$A = \frac{Mv^{2}}{2}$. (3)
(см. решение задачи 1496).
Согласно закону Ньютона для поршня $F = Ma$ и по условию задачи (ускорение постоянно), заключаем, что сила $F$, действующая на поршень со стороны газа, постоянна. Следовательно, давление газа $P = \frac{F}{S}$ так же постоянно. Работа газа при постоянном давлении была вычислена в задаче 1473:
$A = \nu R \Delta T$. (4)
Система уравнений (1—4) позволяет найти $Q$:
$Q = \frac{5}{2} \cdot \frac{Mv^{2}}{2}$.
